(57)【要約】【課題】  ねじ孔の位置を正確に測定することができ、かつ、計測の際の着脱が容易なねじ孔位置計測用治具、及び、これを用いたねじ孔位置計測方法を提供すること。【解決手段】  軸状体の軸方向の一方に形成されたものであって、入り口側にざぐりが形成された被計測ねじ孔に固定するためのねじ部と、軸状体の他方に形成され、外周がねじ孔位置の計測に用いられる円柱形状を含むねじ頭部と、ねじ部とねじ頭部との間に、ねじ部側からねじ頭部側へ向かうにつれて広がるようにテーパ部が形成され、そのテーパ角度はざぐりが形成するテーパ部の角度より大きい形状になされ、、ねじ部を被計測ねじ孔に固定するときにねじ頭部のテーパ部がざぐりのテーパ部の一部に当接するざぐりに当接すること。【選択図】      図４
2005061979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状体の軸方向の一方に形成されたものであって、入り口側にざぐりが形成された被計測ねじ孔に固定するためのねじ部と、
前記軸状体の他方に形成され、外周がねじ孔位置の計測に用いられる円柱形状を含むねじ頭部と、
前記ねじ部とねじ頭部との間に、前記ねじ部側から前記ねじ頭部側へ向かうにつれて広がるようにテーパ部が形成され、、そのテーパの角度は前記ざぐりが形成するテーパ部の角度より大きい形状になされ、前記ねじ部を前記被計測ねじ孔に固定するときに前記ねじ頭部のテーパ部が前記ざぐりのテーパ部の一部に当接することを特徴とするねじ孔位置計測用治具。
【請求項２】
前記ねじ頭部のテーパ部は、そのテーパの角度が１３０度±１度となるように設定されている請求項１に記載のねじ孔位置計測用治具。
【請求項３】
ねじ孔位置計測用治具として、一方にねじ部が形成され、他方に円柱形状を含むねじ頭部が形成され、前記ねじ部とねじ頭部との間に、前記ねじ部側から前記ねじ頭部側へ向かうにつれて広がるようにテーパ部が形成され、そのテーパの角度は計測するねじ孔の入り口に形成されるざぐりが形成するテーパ部の角度より大きい形状になされたものを準備する工程と、
前記ねじ孔に前記ねじ孔位置計測用治具を固定するとともに、前記ねじ頭部のテーパ部を前記ざぐりのテーパ部の一部に当接させる工程と、
前記ねじ頭部の円柱形状の外周から前記ねじ孔位置計測用治具の軸心の位置を計測し、前記軸心の位置を前記被計測ねじ孔の位置とする工程とを含むことを特徴とするねじ孔位置計測方法。
【請求項４】
前記準備工程は、種々の呼び径のねじ孔のそれぞれに対応するねじ孔位置計測用治具を複数個準備する請求項３に記載のねじ孔位置計測方法。
【請求項５】
前記準備されるねじ孔位置計測用治具の前記円柱形部分の長さが等しくなされた請求項４に記載のねじ孔位置計測方法。
【請求項６】
前記ねじ頭部のテーパ部は、そのテーパの角度が１３０度±１度となるように設定されている請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のねじ孔位置計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークのねじ孔の位置を計測するためのねじ孔位置計測用治具、及び、これを用いたねじ孔位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車エンジンのガスタービンのケースは、２つに分けたケースをアルミダイキャストにより成型し、一方にはボルトの通し穴、他方にはねじ孔をそれぞれ設けて、十数個または数十個のボルトで固定し組み立てられるが、ボルトで固定する位置が多いので、ねじ孔に位置ずれがあった場合に組み立てられない場合がある。したがって、ねじ孔の位置を計測し、良品及び不良品を選別し、不良品は除いておく必要がある。
【０００３】
ところが、計測用の設備として一般的にはノギスや３次元測定器が備えられているが、ノギスや３次元測定器でねじ孔の位置を直接的に計測することは困難である。例えば、ノギスを用いての計測では、計測時に内面に接触させるいわゆる「クチバシ」部分がねじ孔内に入らず計測できないことがあり、３次元測定器を用いての計測では、プローブの接触位置（頂点及び斜面）によっては誤計測となってしまうからである。
【０００４】
そこで、ねじ孔の位置をねじ部の検査を行うためのねじゲージを介してノギスや３次元測定器を用いて計測することが行われている。例えば、そのねじゲージを取り付けた状態で、ねじゲージの軸部をノギスや３次元測定器で計測することによりねじ孔の位置を求めている。
【０００５】
また、計測を容易にするものとして、エアマイクロメータの原理を利用し、非接触でねじ孔の計測を可能とする計測装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２３８３５号公報（段落〔００１１〕−〔００４５〕、図１乃至図２５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ねじゲージは、ねじの検査を目的としたものであり、ねじ部が高精度で作成されているので、コストが高く、ある呼び径のゲージを十数本も用意することは通常行われない。したがって、ねじゲージを用いて多くのねじ孔の位置を計測する際には、ねじゲージの着脱を頻繁に行うことになる。また、ねじゲージのねじ部は高精度であるため、ねじ孔とのガタが小さい場合にはその着脱は容易ではない。また、ねじゲージの軸部は通常精度を要求されないので、計測結果は誤差を含むことになる。またさらに、ねじ孔の倒れや、ねじ孔とのガタによる誤差も含むことになる。
【０００８】
また、３次元測定器での計測は、プログラムに従って自動的に行われるようになってきているため、軸部の位置が一定になるようにねじゲージを取り付ける必要があるが、ねじゲージは、軸方向の位置決め機能を有していないので作業者が軸部の位置が一定になるように取り付けることになり面倒である。
【０００９】
一方、特許文献１に示されるようなねじ孔の計測のみを目的とした計測装置を備えるには、経済的、スペース的に困難な場合が多い。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ねじ孔の位置を正確に測定することができ、かつ、測定の際の着脱が容易なねじ孔位置計測用治具、及び、これを用いたねじ孔位置計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、軸状体の軸方向の一方に形成されたものであって、入り口側にざぐりが形成された被計測ねじ孔に固定するためのねじ部と、前記軸状体の他方に形成され、外周がねじ孔位置の計測に用いられる円柱形状を含むねじ頭部と、前記ねじ部とねじ頭部との間に、前記ねじ部側から前記ねじ頭部側へ向かうにつれて広がるようにテーパ部が形成され、、そのテーパの角度は前記ざぐりが形成するテーパ部の角度より大きい形状になされ、前記ねじ部を前記被計測ねじ孔に固定するときに前記ねじ頭部のテーパ部が前記ざぐりのテーパ部の一部に当接することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、前記ねじ頭部のテーパ部は、そのテーパの角度が１３０度±１度となるように設定されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、ねじ孔位置計測用治具として、一方にねじ部が形成され、他方に円柱形状を含むねじ頭部が形成され、前記ねじ部とねじ頭部との間に、前記ねじ部側から前記ねじ頭部側へ向かうにつれて広がるようにテーパ部が形成され、そのテーパの角度は計測するねじ孔の入り口に形成されるざぐりが形成するテーパ部の角度より大きい形状になされたものを準備する工程と、前記ねじ孔に前記ねじ孔位置計測用治具を固定するとともに、前記ねじ頭部のテーパ部を前記ざぐりのテーパ部の一部に当接させる工程と、前記ねじ頭部の円柱形状の外周から前記ねじ孔位置計測用治具の軸心の位置を計測し、前記軸心の位置を前記被計測ねじ孔の位置とする工程とを含むことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、前記準備工程は、種々の呼び径のねじ孔のそれぞれに対応するねじ孔位置計測用治具を複数個準備することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、前記準備されるねじ孔位置計測用治具の前記円柱形部分の長さが等しくなされたことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、前記ねじ頭部のテーパ部は、そのテーパの角度が１３０度±１度となるように設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載のねじ孔位置計測用治具によれば、被計測ねじ孔に固定されるときにざぐりのテーパ部の一部に当接するテーパ部を備えているので、ガタつくことが無く、かつ、ねじ孔の位置を計測することができる。
【００１８】
請求項２記載のねじ孔位置計測用治具によれば、ねじ孔のばりを回避して取り付けることができるので、倒れによる誤計測を発生しない。
【００１９】
請求項３記載のねじ孔位置計測方法によれば、被計測ねじ孔に固定されるときにざぐりのテーパ部の一部に当接するテーパ部を備えているので、ガタつくことが無く、かつ、ねじ孔の位置を計測することができる。
【００２０】
請求項４記載のねじ孔位置計測方法によれば、種々のねじ孔に対するねじ孔位置計測用治具を用意するので便利である。
【００２１】
請求項５記載のねじ孔位置計測方法によれば、ねじ頭部の円柱形状の高さを等しくすることができるので、例えば、３次元測定器でプログラムに従って自動的に計測を行う場合にねじ孔の呼び径によって、計測する高さを変更する必要が無い。
【００２２】
請求項６記載のねじ孔位置計測方法によれば、ねじ孔のばりを回避して取り付けることができるので、倒れによる誤計測を発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るねじ孔位置計測用治具、及び、これを用いたねじ孔位置計測方法の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（ねじ孔位置計測用治具の一実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態を示すものであり、測定対象となるワークのねじ孔に固定されるねじ孔位置計測用治具１の構造を示すもので、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図である。このねじ孔位置計測用治具１は軸状体をなし、図１に示すように、右側に所定の呼び径のねじが加工されたねじ部１１、左側にノギスや３次元測定器での計測に用いる円柱形のねじ頭部１２、ねじ頭部１２とねじ部１１の間には、ねじ部１１側からねじ頭部１２側に向うにつれて広がるように径が徐々に大きくなるテーパ部１３を有している。また、図１では、ねじ部１１の左端とテーパ部１３の間に、ねじの谷の径より小さい径のにげ部１４を設けてあるが、にげ部１４は、ねじの加工をし易くするためのものであり無くてもよい。
【００２５】
また、ねじ頭部１２の端面には、スリワリが設けてあるが、これは取り付けの際にマイナスのスクリュードライバーを差し込んで回すためのものであり、十字溝形状にしてプラスのスクリュードライバーを差し込めるようにしてもよいし、また、作業者が手で回転させ締めるのに十分なねじ頭部１２の径の場合には、スリワリや十字溝形状は無くてもよい。また、端部には、取り扱い上の安全性を考慮して面取りがなされている。
【００２６】
ねじ部１１は、孔位置計測用治具１を所定のトルクでねじ孔に締め付けたときに、ワークのねじ孔にかじらないだけのねじ山の数を少なくとも備えることが可能な長さがあればよい。また、好ましくは、ねじ山の精度を、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）で定められたねじ山の等級の２級程度で作成すれば、ねじ孔との間でガタを有するので、ワークへの着脱をスムーズに行える。
【００２７】
テーパ部１３のねじ部１１側の最小径は、ねじ部１１のねじの外径以下でかつ曲げ力やせん断力等に対し十分な強度を有する径以上であって、例えば、図１に示すようなにげ部１４を有する場合には、にげ部１４の径を最小径とし、にげ部１４を有さない場合には、ねじの外径D１を最小径とし、テーパ部１３のねじ頭部１２側の最大径W１は、ねじの呼び径（ねじ孔またはねじ部１１の呼び径のことでどちらの場合でも同じ）より大きくし（例えば径で２ｍｍ大きくする）、そのテーパ角度Ｔは、後述のねじ孔のざぐりのテーパ部のテーパ角度Ｚより大きければよく、１３０度±１度が好ましい。このテーパ部１３の作用については後述するが、それにより、最大径W１をねじの呼び径より大きくする理由や、テーパ角度Ｔを１２０度より大きくする理由等を明らかにする。
【００２８】
ねじ頭部１２の円柱形部の長さｌ１は、軸方向に、計測のために接触させるノギスのいわゆる「ジョウ」や「クチバシ」部分を受けるのに十分な長さ、もしくは、３次元測定器のプローブを受けるのに十分な長さがあればよく、また、作業者がねじ頭部１２を指で摘んだときのバランスがいいように例えば全体の長さｌ０に対して１／３以上の長さが好ましい。また、ねじ頭部１２の円柱形部の径W1は、テーパ部１３の最大径より小さくした段形状にしてもよいが、作りやすさ、摘みやすさ、及び、ノギスや３次元測定器のプローブの受けやすさ（計測のしやすさ）から、図１に示すようにテーパ部１３の最大径W1と同じ、つまり、ねじの呼び径（ねじ孔またはねじ部１１の呼び径のことでどちらの場合でも同じ）より大きい径が好ましい。
【００２９】
また、このようなねじ孔位置計測用治具１は、旋盤やマシニングセンタによる切削加工で作成することができるが、ねじ部１１、テーパ部１３及びねじ頭部１２の同軸度を確保するために、これらの各部の加工は、加工工程でセンター軸を設定したら、そのセンター軸を変えずに同時に加工することが好ましい。また、ねじ孔位置計測用治具１を切削加工ではなく転造やヘッダ加工により作成することも可能である。
【００３０】
（ねじ孔位置計測方法）
次に、上述のねじ孔位置計測用治具１を用いたねじ孔位置計測方法について詳述する。図２は本発明に係るねじ孔位置計測方法の主要な工程の一例を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、ねじ孔位置計測用治具１は、種々の呼び径についてそれぞれ複数個を用意する（図２ステップＳ１０１：以下、省略してＳ１０１と示す。他も同様。）例えば、図３に示すようにM６〜M２４迄の９種類のねじ孔位置計測用治具１ａ〜１ｉをそれぞれ５つ用意し、ケース３に収納して用意しておく。このように種々の呼び径のねじ孔のそれぞれに対応するねじ孔位置計測用治具を複数個準備しておけば、ワークに種々のねじ孔が空けられている場合に対応でき、さらに複数のねじ孔が空けられている場合に計測中にねじ孔位置計測用治具１を着脱する必要が無くなる場合があり便利である。
【００３２】
そして、測定を行うワーク２に空けられたねじ孔２１の呼び径に対応するねじ孔位置計測用治具１を複数個用意した中から選択して、ワーク２のねじ孔２１に固定する（Ｓ１０２）。図４に、ねじ孔位置計測用治具１をねじ孔２１に固定された状態の断面図を示す。ねじ孔２１は、テーパ部２２１を備えるざぐり２２を有し、通常、ざぐり２２のテーパ部２２１のテーパ角度Ｚは９０度から１２０度である（図４では、１２０度）。一方、ねじ孔位置計測用治具１のテーパ部１３のテーパ角度Ｔは、ざぐり２２のテーパ部２２１のテーパ角度Ｚの１２０度より大きく１８０度以下に（図４では、１３０度）なされているので、図４に示すようにざぐり２２の端部（ざぐりのテーパ部２２１の一部）にテーパ部１３が当接することにより、ねじ孔位置計測用治具１がガタつかず、ねじ孔位置計測用治具１の軸心は、ざぐり２２の軸心に一致するように固定されることになるが、マシニングセンタ等を用いたねじ孔の加工では、ねじ孔とざぐりの同軸度を確保して加工することができるので、ねじ孔位置計測用治具１の軸心は、ざぐり２２の軸心すなわちねじ孔２１の軸心に一致するように固定されることになる。
【００３３】
また、ねじ孔にねじを加工をするとき、ねじ孔の入り口にばりが発生することがあるが、テーパ部１３のテーパ角度Ｔは、ざぐり２２のテーパ部２２１のテーパ角度Ｚより大きく（図４では、１３０度）なされているので、ねじ孔の入り口とテーパ部１３の間に隙間が形成されるので、ばりとテーパ部１３が当たりねじ孔位置計測用治具１が倒れて取り付けられることが無い。ばりに当たって倒れて取り付けられた場合には、ねじ頭部１２の測定される軸方向の位置により、ねじ孔位置が変化してしまう。したがって、テーパ角度Ｔを１２０度より大きくして、ばりとの当たりによる倒れをなくすことにより、ねじ孔位置を正確に計測できることになる。また、テーパ角度Ｔは１３０度±１度にすることが好ましく、１３０度±１度であれば実験的には、より確実にばりとの当たりを回避し、ざぐりに対して安定的に取り付く。
【００３４】
また、ざぐりの径がねじ頭部１２の径より大きい場合でも、図示しないがねじ孔位置計測用治具１は、テーパ部１３の端部がざぐり２２のテーパ部２２１の一部に当接し、ねじ孔の入り口とテーパ部１３の間に隙間が形成されるので、同様にばりによる倒れが無く、ねじ孔２１の軸心に一致するように取り付けることができる。
【００３５】
また、ねじ孔位置計測用治具１は、上述のようにテーパ部１３がワーク２のざぐり２２のテーパ部２２１の一部に当接した状態で固定されるので、例えば、３次元測定器でプログラムに従って自動的に計測をする場合に、容易にねじ頭部１２は常に一定の高さで固定することができる。またさらに図３に示す種々の呼び径に対応するねじ孔位置計測用治具のそれぞれのねじ頭部１２の円柱形部の長さｌ１を等しい長さとすれば、呼び径によって計測の高さが変化しないので、プログラムに従って自動的に計測をする場合に、計測する高さを同じ設定にすればよくさらに便利である。
【００３６】
次に、ワーク２のねじ孔２１の位置としてねじ孔２１に取り付けられたねじ孔位置計測用治具１のねじ頭部１２を計測することでねじ孔２１の位置を得る（Ｓ１０３）。例えば、図５に示すように、ねじ頭部１２に３次元測定器のプローブを接触させて計測したり、図６に示すようにノギスを用いて計測することができる。そして、このようにねじ頭部１２を計測することで、ねじ孔位置計測用治具１の軸心を計測でき、ねじ孔位置計測用治具１の軸心は、ねじ孔２１の軸心に一致するように固定されているので、ねじ孔２１の位置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１（ａ）】本発明に係るねじ孔位置計測用治具の形状を示す側面図である。
【図１（ｂ）】本発明に係るねじ孔位置計測用治具の形状を示す正面図である。
【図２】本発明のねじ孔位置計測用治具を用いたねじ孔位置計測方法の工程の一例を示すフローチャートである。
【図３】種々の呼び径のそれぞれについてねじ孔位置計測用治具を複数個を用意した一例の図である。
【図４】ねじ孔位置計測用治具をねじ孔に固定した様子を示す断面図である。
【図５】ねじ孔位置計測用治具を用いての測定の様子を示す図である。
【図６】ねじ孔位置計測用治具を用いての測定の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ねじ孔位置計測用治具
１１  ねじ部
１２  ねじ頭部
１３  テーパ部
１４  にげ部
２  ワーク
２１  ねじ孔
２２  ざぐり
２２１  テーパ部
３  ケース
【図１（ａ）】
2005061979.tif 000003
【図１（ｂ）】
2005061979.tif 000004
【図２】
2005061979.tif 000005
【図３】
2005061979.tif 000006
【図４】
2005061979.tif 000007
【図５】
2005061979.tif 000008
【図６】
2005061979.tif 000009